城市污水處理廠工藝設計

　　在環(huán)境保護等政策引導下，城市污水處理廠基本上實現(xiàn)了規(guī)模化發(fā)展，但處理廠的建設質量問題仍有較大的完善空間。尤其是設計階段，應當引入多方面設計力量，高效解決設計中的問題，從而不斷提高處理城市排放污水水平與管理公共功能，推動城市現(xiàn)代化建設進程。

　　1、廠址選擇

　　1.1 選址問題

　　在污水處理廠廠址選擇方面的設計問題，體現(xiàn)在以下幾方面;一時只建立了處理污水系統(tǒng)，未立足污水處理全過程，尤其是地下污水處理設計。二是選址不科學，為節(jié)省建廠成本，嚴重縮短了處理廠運行年限。

　　1.2 選址原則

　　城市排水工程直接影響城市現(xiàn)代化建設;對此，合理選擇污水處理廠廠址意義重大，對環(huán)境保護與城市規(guī)劃布局、投資運行管理、污水污泥利用等有著現(xiàn)實意義。選址首先應當靠近受納水體，處于低地形與排水主干管的下游，排水出路方便，以提高城市防洪水平。選在夏季主導風向下方，考慮到工程地質、方便施工與造價等因素。其次以長遠眼光選址，留有擴建余地。最后遠離公共建筑群與居民區(qū)，滿足環(huán)境衛(wèi)生要求的同時，考慮到水電供應與交通運輸條件。

　　2、工程總平面設計

　　2.1 總平面布置

　　廠區(qū)布置應當滿足建筑功能要求，根據(jù)地質與氣候等條件緊湊布置，以減少工程投資。集中布置生活設施、附屬建筑物。以重力流原理設計設計污水處理流程。綜合地形與構筑物功能、工藝流程等因素合理展開污水廠平面布置。合理布置遠近期構筑物，實現(xiàn)遠近期構筑物與分組運行協(xié)同統(tǒng)一。設立設計主干道、次干道與人行道的寬度。注意環(huán)境綠化設計。在滿足工藝要求基礎上，根據(jù)經(jīng)濟適用原則優(yōu)化布局。

　　2.2 廠區(qū)建筑物

　　廠區(qū)包括生產(chǎn)區(qū)、廠前區(qū)，廠前區(qū)包括傳達室與綜合樓等建筑，綜合樓分為宿舍、中控區(qū)、化驗區(qū)與辦公區(qū)。而生產(chǎn)區(qū)建筑物在綠化掩映中。為便于排水，建筑物與構筑物地面應當設計成坡形。以地面排水方式排放區(qū)內雨水，雨水管道排水系統(tǒng)更加綜合性。在原狀土上建設建筑物與構筑物基礎，減少基礎挖填等處理工作。

　　3、污水處理系統(tǒng)

　　3.1 污水處理問題

　　處理工藝設計存在以下幾點問題;一是進水水質預測時與實測值差異大，預測值相對較高。二是出水水質處理的標準問題。通常先依據(jù)尾水排放流入水域差別，再依據(jù)污水排放國家管理條例，以滿足污水處理要求。

　　3.2 系統(tǒng)設計方法

　　涉及以下幾方面：

　　一是計算污水處理量：平均設計水量Q平=0.231m3/s，總變化系數(shù)為K=1.48，最大設計流程Qmax=0.343m3/s。

　　二是粗格柵：設計流量Qm=0.343m3/s，柵條間隙b=20mm，格柵寬度B=0.6m，安裝角度α=75°，柵前水深0.70m，過柵流速v=0.80m/s。

　　三是設計進水內泵房：設計流量Q每臺=0.172m3/s，設備揚程H=10m，設備參數(shù)Q=616.5m3/h。

　　四是設計細格柵：設計流量：Qmax=0.343m3/s，柵條間隙b=5mm，格柵寬度B=0.8m，過柵流速v=0.80m/s，柵前水深h=0.6m。

　　五是設計旋流沉砂池：設計流量：Qmax=0.343m3/s，設計直徑2.43m，沉砂分離率η≥95%。

　　六是設計濾池：濾池面積186m2，濾池高度4.05m，砂床高度1200mm。

　　七是接觸消毒池：接觸時間HRT=30min，有效容積V=620m3，總容積V=660m3，平面尺寸20m×10m。

　　八是處理系統(tǒng)設計：干污泥總量W=2720kg/d，污泥含水率p=99.2%，濕污泥總量V=340m3/d。污泥儲池的有效容積V=58.9m3，平面尺寸D=5m，有效水深H=3m，停留時間HRT=3hr。

　　4、電氣與自控設計

　　4.1 電氣設計

　　設計依據(jù)包括《建筑電氣設計規(guī)程》(JGJ/T16)、《通用用電設備配電設計規(guī)范》(GB50055)、《建筑物防雷設計規(guī)范》(GB50057)等。設計范圍包括10/0.4kV變配電所、用電設備供配電、構筑物及道路照明、防雷接地系統(tǒng)以及電纜敷設等。采取二類用電負荷與雙電源供電，備用電源手動投入使用，規(guī)避供電中斷情況。兩路電源以架空方式引入廠內，通過電纜引入配電室，用電設備為低壓負荷，0.4/0.23kV電壓等級.用系數(shù)法計算照明負荷合理選擇工藝設備，工業(yè)動力負荷經(jīng)過無功補償后為625KVA。建設10/0.4kV變電所，變壓器容量500kV，變壓器運行負載率為0.65-0.75;對此，選擇SCB10-500/10/0.4kV。低壓側與10kV側主接線均選用單母線分段接線，用低壓斷路器與真空斷路器確保設備安全運行。在鼓風機旁設置廠區(qū)負荷中心，在附近建設變配電所，設有控制裝備、變壓器、低壓配電等設備。在五米脫水機房與變配電所建設馬達控制與配電中心，控制中心MCC1-4分別對沉淀池與沉砂池、進水泵房、活性砂過濾器等供電并控制。低壓380/220V配電系統(tǒng)以單母線分段接線方式為主，母線分段開關分閘運行。10kV高壓系統(tǒng)受過電流保護、電回路設電流速斷保護、上級變電站出線保護。低壓配電系統(tǒng)的短路與過負荷保護，主要通過過電流脫扣器實現(xiàn)。電能計量用有功與無功電度表實現(xiàn)。在低壓側設置低壓電容器自動補償柜以實現(xiàn)無功功率補償，控制補償后功率因數(shù)0.92，可確保高壓側功率因數(shù)大于0.9。電機起動以直接起動為主，超過30kW電機以電子軟起動為主，設備拖動電動機以PLC遠程控制與機房控制為主。變壓器與低壓配電系統(tǒng)分別采用中性點直接接地系統(tǒng)、TN-S接地系統(tǒng)，不帶電設備連接接地裝置，接地裝置的接地電阻應小于1Ω。高壓開關柜母線安裝避雷器避免雷電波侵入。建筑物屋頂安裝避雷帶。道路照明以高壓鈉燈為主，室內照明以熒光燈為主，照明檢修用380/220V三相五線系統(tǒng)。

　　4.2 自控儀表

　　根據(jù)工藝流程設置流量等檢測儀表，實施監(jiān)控污水處理過程。合理可靠應用新技術，完善技術經(jīng)濟指標體系。由生產(chǎn)過程中央監(jiān)控級與現(xiàn)場控制級等組成集散型控制系統(tǒng)。設計各級數(shù)字化通訊網(wǎng)絡，用FCS技術與智能化儀表，提高系統(tǒng)準確性與開放性。設計范圍包括檢測儀表配置、電氣設備與檢測儀表運行信號傳送、自動控制與調節(jié)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)等。系統(tǒng)包括現(xiàn)場控制站與中央控制室，前者用于設備自控與數(shù)據(jù)收集，后者用于顯示工況與工藝參數(shù)，為操作人員掌握全廠運行情況提供便利。選用損耗小與抗干擾能力強的電纜，采取直埋與電纜溝的敷設方式。

　　五、結語

　　我國城市污水處理廠工藝設計存在諸多弊端，仍有較大完善空間。前期設計工作作為處理廠建設重要環(huán)節(jié)，應當加強個影響因素的分析考慮，確保處理廠正常運行。設計人員應當嚴格設計依據(jù)，明確掌握電氣與自控設計、污水處理廠工程總平面設計等設計原則，確保污水處理與消毒等工藝價值最大程度發(fā)揮。(來源：中國市政工程中南設計研究總院有限公司)